Lò nung thủy tinh

Lò nung nồi
Lò nung nồi là cấu trúc được xây dựng bằng vật liệu chịu lửa, trong đó không có sự tiếp xúc giữa lò và thủy tinh. Thủy tinh được nấu chảy trong một số chậu làm bằng vật liệu chịu lửa có khả năng chống lại sự tấn công của thủy tinh ở nhiệt độ cao. Các bình được sạc theo mẻ, được nấu chảy trong vài giờ và hoạt động theo chu kỳ 24 hoặc 18-giờ. Một chiếc nồi trung bình có thể chứa được 600-700 kg thủy tinh. Lò nung được sử dụng ở nơi thủy tinh được hình thành bằng cách thổi bằng tay và bằng miệng. Một trong những ưu điểm chính của hệ thống này là có thể nấu chảy nhiều loại kính cùng một lúc. Một chiếc nồi có thể được sử dụng trong khoảng 30 chu kỳ nấu chảy và do đó tạo ra từ 18 đến 21 tấn thủy tinh.

Lò nung xe tăng
Lò nung dạng bể được sử dụng khi cần dòng thủy tinh liên tục để cung cấp cho các máy tạo thủy tinh tự động. Chúng tiết kiệm nhiên liệu hơn và được sử dụng chủ yếu để sản xuất quy mô lớn các thùng chứa, kính phẳng, bóng đèn điện, ống và bộ đồ ăn tự làm bằng máy trong nước. Một lò nung thủy tinh nổi lớn có thể có công suất 2,000 tấn. Lò nung bao gồm một bồn tắm được làm bằng vật liệu chịu lửa cao rất đặc biệt, có thể chống lại sự tấn công hóa học của thủy tinh nóng chảy ở nhiệt độ trên 1500 độ và cấu trúc thượng tầng nơi diễn ra quá trình đốt cháy. Chất lượng của vật liệu chịu lửa dùng để xây dựng bồn tắm đã được cải thiện đến mức trong khi khoảng 30 năm trước, tuổi thọ của lò nung là dưới 2 năm thì hiện nay đã hơn 9 năm.

Lò đốt tái sinh
Regenerative combustion furnaces recover heat from the exhaust stream to preheat the incoming combustion air by alternatively passing the exhaust and combustion air through large stacks of latticework refractory brick (regenerators or checkers). There are two sets of regenerators, so that as one is being preheated by the exhaust gases the other is transferring heat to the incoming combustion air. The cycle is reversed approximately every 20 min. Most glass-container plants have either end-fired (burners at each end) or cross-fired (burners on each side) regenerative furnaces, and all flat glass furnaces are cross-fired with five or six ports on each side with two burners for each port. Combustion air preheat temperatures of up to 1400°C may be attained, leading to very high thermal efficiencies. A variant of the regenerative furnace is the recuperator, in which incoming combustion air is preheated continuously by the exhaust gas through a heat exchanger. Recuperative furnaces can achieve 800°C preheated air temperatures. This system is more commonly used in smaller furnaces (25–100 tons per day). For large-capacity installations (>500 tấn mỗi ngày), lò tái sinh đốt chéo hầu như luôn được sử dụng. Đối với việc lắp đặt công suất trung bình (100–500 tấn mỗi ngày), lò tái sinh ở cảng cuối là phổ biến nhất.

Lò nung trực tiếp
Lò đốt trực tiếp không sử dụng bất kỳ loại thiết bị trao đổi nhiệt nào. Hầu hết các lò đốt trực tiếp đều sử dụng oxy thay vì không khí làm chất oxy hóa. Điều này thường được gọi là nóng chảy oxy-nhiên liệu. Ưu điểm chính của quá trình nấu chảy nhiên liệu bằng oxy là tăng hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải oxit nitơ (NOx). Bằng cách loại bỏ không khí, nitơ được loại bỏ, làm giảm thể tích khí thải khoảng 2/3 và do đó làm giảm năng lượng cần thiết để đốt nóng khí không được sử dụng trong quá trình đốt cháy. Điều này cũng làm giảm đáng kể sự hình thành NOx nhiệt. Tuy nhiên, lò được thiết kế để đốt oxy không thể sử dụng hệ thống thu hồi nhiệt để làm nóng oxy trước. Ban đầu, các lò sử dụng 100% nhiên liệu oxy được sử dụng chủ yếu ở các lò nấu chảy nhỏ hơn (<100 tons per day), but there is a movement toward using oxy-fuel in larger, float glass plants.

Lò sưởi điện
Một lò điện sử dụng các điện cực được đưa vào lò để làm nóng chảy thủy tinh bằng cách nung nóng điện trở khi dòng điện đi qua thủy tinh nóng chảy. Những lò này hiệu quả hơn, tương đối dễ vận hành, có hiệu suất môi trường tại chỗ tốt hơn và có chi phí xây dựng lại thấp hơn so với các lò sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, nhiên liệu hóa thạch có thể cần thiết khi khởi động lò và được sử dụng để cung cấp nhiệt ở đầu làm việc hoặc lò đào. Những lò này phổ biến nhất trong các ứng dụng nhỏ hơn vì ở một kích thước nhất định, chi phí điện cao sẽ phủ nhận hiệu quả được cải thiện.

tan chảy
Hỗn hợp mẻ được đưa đến lò nấu chảy, tại đó mẻ được nung nóng đến khoảng 1580 độ (2875 độ F). Tính năng cách nhiệt, luồng khí đặc biệt và sưởi ấm không khí đốt cho phép lò hoạt động với hiệu suất nhiên liệu tối đa với lượng khí thải ô nhiễm không đáng kể. Lô được nấu chảy bằng nhiên liệu hóa thạch, khí đốt tự nhiên hoặc dầu nhiên liệu.
Lò nấu chảy bao gồm gạch chịu lửa, ở cả hình dạng tiêu chuẩn và đặc biệt, thép hỗ trợ và liên kết, vật liệu cách nhiệt, hệ thống đốt nhiên liệu, cảm biến nhiệt độ và các bộ điều khiển cần thiết. Thiết kế của lò được điều chỉnh để đáp ứng mục tiêu trọng tải cụ thể của nhà máy.
Từ lò nấu chảy thủy tinh chảy qua vùng thắt lưng, nơi máy khuấy đồng nhất thủy tinh vào đầu làm việc. Vòng eo là một ống lót chịu lửa nối thiết bị nấu chảy với đầu làm việc.

Đốt nóng chảy
Lò sử dụng thiết bị tái sinh để lưu trữ nhiệt thải có trong khí thải được tạo ra trong chu kỳ đốt của lò. Nhiệt thải sau đó được sử dụng để làm nóng trước không khí đốt trong chu kỳ đốt tiếp theo, giúp cải thiện đáng kể khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
Chu kỳ đầu tiên sẽ bắt đầu bằng việc nung từ phía Bắc của lò. Nhiên liệu, khí tự nhiên hoặc dầu nhiên liệu, được đưa vào lò thông qua một số đầu đốt đặt dưới các cổng. Khi nhiên liệu đi vào thiết bị nấu chảy, nó được trộn với không khí đốt đã đi qua và được làm nóng trước bằng thiết bị tái sinh. Tỷ lệ nhiên liệu/không khí và tổng lượng nhiên liệu tới từng đầu đốt và cổng được kiểm soát rất chặt chẽ. Khi hỗn hợp không khí nhiên liệu đi vào lò nấu chảy, nhiên liệu được đốt cháy bởi sức nóng cực mạnh của lò nấu chảy và ngọn lửa liên tục phát triển sẽ kéo dài gần như toàn bộ chiều rộng của lò nấu chảy. Khí thải của quá trình đốt cháy rời khỏi thiết bị tan chảy qua các cổng ở phía Nam của thiết bị tan chảy, quay 90 độ và chảy xuống qua thiết bị tái sinh phía Nam. Máy tái sinh là cấu trúc chịu lửa có diện tích 11m x 3m và cao 10m. Bên trong các máy tái sinh, một khối gạch chịu lửa được xếp chồng lên nhau từ dưới lên đến ngang cổng. Gạch nhận nhiệt khi khí thải đi qua các lỗ trong nền gạch. Ở dưới cùng của thiết bị tái sinh là một ống xả được lót bằng vật liệu chịu lửa dẫn khí thải qua van đảo chiều đến ống khói để xả. Khí thải đi qua thiết bị tái sinh làm nóng gạch (rô) đến 650 độ ở đáy của ma trận rô và đến 1320 độ ở trên cùng của ma trận.
Khi bộ kiểm tra của máy tái sinh miền Nam đạt đến nhiệt độ tối đa mong muốn, lò sẽ đảo ngược. Điều này có nghĩa là việc cấp nhiên liệu được dừng ở phía Bắc và bắt đầu ở phía Nam cùng với van đảo chiều thay đổi vị trí sao cho ống xả phía Bắc thông vào ống khói và ống xả phía Nam đóng vào ống khói và mở ra ống khói. Nguồn cung cấp không khí đốt có thể đi lên qua thiết bị tái sinh phía Nam, lấy nhiệt và kết hợp với nhiên liệu từ các đầu đốt ở cảng phía Nam để cung cấp quá trình đốt cháy cho thiết bị nấu chảy.
Lò tái sinh thay đổi hướng đốt theo định kỳ, thường là 15 đến 20 phút một lần, để có thể thu hồi một phần nhiệt bị mất trong khí thải thải và do đó giúp lò hoạt động hiệu quả hơn.

tinh chế
Nhà máy lọc dầu là phần mở rộng của nhà máy nấu chảy với diện tích 13m x 9,5m (123,5m2). Khi tất cả các nguyên liệu thô đã tan chảy hoàn toàn, một lượng lớn khí còn sót lại trong thủy tinh có thể tạo thành bong bóng, hạt hoặc vết phồng rộp. Mục đích của máy lọc là loại bỏ các tạp chất khí này.

hình thành
Sau khi thủy tinh đã được tinh chế, thủy tinh nóng chảy đã sẵn sàng để được tạo thành hình dạng mong muốn. Điều này được thực hiện bằng cách nhúng một thanh kim loại, được gọi là bộ thu thập, vào lò và thu thập một giọt thủy tinh nóng chảy ở đầu. Sau đó, người thợ kính sẽ tạo hình kính bằng cách thổi vào khối thủy tinh, sử dụng áp suất không khí để tạo ra hình dạng mong muốn.

làm mát
Khi thủy tinh đã được hình thành, nó được làm lạnh từ từ đến nhiệt độ phòng trong vài giờ hoặc thậm chí vài ngày. Điều này được thực hiện trong một quá trình gọi là ủ, giúp ngăn ngừa mọi áp lực lên kính bằng cách để kính nguội dần và đều. Kính thành phẩm sau đó đã sẵn sàng để được đánh bóng, cắt hoặc hoàn thiện theo yêu cầu.